DE102010022094A1 - Method for manufacturing base plate for bipolar plate of fuel cell, involves cutting source material i.e. stainless steel film, of base plate using laser beam from remote laser system, and reworking base plate after cutting - Google Patents

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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

The method involves cutting a source material (3) i.e. stainless steel film, of a base plate using a laser beam (4) from a remote laser system (2). The base plate is reworked after cutting, where the rework includes melting cutting edges of the base plate to smooth the edges and cleaning the base plate. The rework is performed using a laser beam processing and/or by electron beam processing on a surface area of the base plate arranged in a vacuum chamber, where the laser beam is provided by a beam deflection unit (5). The base plate is cleaned and welded to a bipolar plate. An independent claim is also included for a device for manufacturing a base plate, comprising a remote laser system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Grundplatte nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Grundplatte nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 5.The invention relates to a method for producing a base plate according to the features of the preamble of claim 1 and an apparatus for producing a base plate according to the features of the preamble of claim 5.

Aus dem Stand der Technik sind, wie in der US 2007/0178361 A1 beschrieben, ein Stromerzeuger und dessen Komponenten sowie eine Fertigung des Stromerzeugers und der Komponenten bekannt. Der Stromerzeuger umfasst einen Bipolarplattenstapel, welcher zur Nutzung in einer Brennstoffzelle geeignet ist. Der Stapel weist zumindest einen Abstandshalter zur Druckbegrenzung in einer Membran-Elektroden-Anordnung in der Brennstoffzelle auf. Zur Herstellung der Bipolarplatten und der Abstandshalter wird beispielsweise Laserschneiden oder Stanzen eingesetzt.From the prior art, as in the US 2007/0178361 A1 described, a power generator and its components and a production of the power generator and the components known. The power generator includes a bipolar plate stack suitable for use in a fuel cell. The stack has at least one spacer for limiting the pressure in a membrane-electrode arrangement in the fuel cell. To produce the bipolar plates and the spacers, for example, laser cutting or punching is used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Herstellen einer Grundplatte anzugeben.The invention has for its object to provide an improved method and an improved apparatus for producing a base plate.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen einer Grundplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Grundplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.The object is achieved by a method for producing a base plate having the features of claim 1 and an apparatus for producing a base plate having the features of claim 5.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Preferred embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.

In einem Verfahren zum Herstellen einer Grundplatte für eine Bipolarplatte einer Brennstoffzelle wird erfindungsgemäß die Grundplatte mittels Remote-Laserschneiden aus einem Ausgangsmaterial ausgeschnitten.In a method for producing a base plate for a bipolar plate of a fuel cell, the base plate according to the invention is cut out of a starting material by means of remote laser cutting.

Das Ausgangsmaterial ist zweckmäßigerweise Metall, insbesondere eine Edelstahlfolie. Im Remote-Laserschneiden, auch Laser-Remote-Schneiden genannt, wird der Laserstrahl durch eine Strahlablenkeinheit geführt, welche einen oder mehrere Spiegel aufweist, vorzugsweise eine Kombination von rotierenden Facettenspiegeln und/oder verkippbaren Ablenkspiegeln. Mittels dieser Strahlablenkeinheit, auch dynamischer Scanner, Scannerkopf oder Spiegelscanner genannt, wird der Laserstrahl auf seine jeweilige Arbeitsposition auf dem zu bearbeitenden Ausgangsmaterial ausgerichtet und entlang eines vorgegebenen Schneidweges geführt.The starting material is expediently metal, in particular a stainless steel foil. In remote laser cutting, also called laser remote cutting, the laser beam is guided through a beam deflection unit which has one or more mirrors, preferably a combination of rotating facet mirrors and / or tiltable deflection mirrors. By means of this beam deflection unit, also called a dynamic scanner, scanner head or mirror scanner, the laser beam is aligned with its respective working position on the starting material to be processed and guided along a predetermined cutting path.

Aufgrund eines großen Abstandes zwischen der Strahlablenkeinheit und dem zu bearbeitenden Ausgangsmaterial bewirken kleine Auslenkungen in der Strahlablenkeinheit große Wegstrecken auf dem Ausgangsmaterial. Aufgrund eines derartigen Übersetzungsverhältnisses und relativ kleiner bewegter Massen werden hohe Schneidgeschwindigkeiten am Ausgangsmaterial erzielt. Dadurch wird gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wie beispielsweise Stanzen oder Laserschneiden, bei welchem der Laser mittels eines relativ zum zu bearbeitenden Werkstück beweglichen Schneidkopfes über das zu bearbeitende Werkstück bewegt wird, eine erhebliche Fertigungszeitreduzierung erreicht, d. h. die Grundplatte wird wesentlich schneller aus dem Ausgangsmaterial herausgeschnitten. Des Weiteren wird insbesondere im Vergleich zum Stanzen eine Fertigungskostenreduzierung erreicht, da das Stanzen mit hohen Werkzeugfertigungskosten zur Stanzwerkzeugherstellung und mit hohen Werkzeugwartungskosten aufgrund eines erforderlichen Nachschärfens eines Stanzwerkzeuges verbunden ist, welche beim Remote-Laserschneiden nicht anfallen.Due to a large distance between the beam deflecting unit and the starting material to be processed, small deflections in the beam deflecting unit cause large distances on the starting material. Due to such a gear ratio and relatively small moving masses high cutting speeds are achieved on the starting material. As a result, in comparison with methods known from the prior art, such as stamping or laser cutting, in which the laser is moved over the workpiece to be machined by means of a cutting head which is movable relative to the workpiece to be machined, a considerable reduction in production time is achieved, ie. H. The base plate is cut much faster from the starting material. Furthermore, a reduction in production costs is achieved, in particular in comparison with stamping, since punching is associated with high tooling costs for punching tool production and high tool maintenance costs due to a requisite re-sharpening of a punching tool which does not occur in remote laser cutting.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine schematische Darstellung eines Remote-Laserschneidens einer Grundplatte, 1 a schematic representation of a remote laser cutting a base plate,

2 eine schematische Darstellung einer Grundplatte nach einem Remote-Laserschneiden und 2 a schematic representation of a base plate after a remote laser cutting and

3 eine schematische Darstellung einer Nachbearbeitung einer Grundplatte. 3 a schematic representation of a post-processing of a base plate.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Remote-Laserschneidens einer Grundplatte 1 für eine Bipolarplatte einer Brennstoffzelle. Die Grundplatte 1, welche in 1 shows a schematic representation of a remote laser cutting a base plate 1 for a bipolar plate of a fuel cell. The base plate 1 , what a

2 in einem ausgeschnittenen Zustand näher dargestellt ist, wird mittels einer Remote-Laseranlage 2 durch Remote-Laserschneiden aus einem Ausgangsmaterial 3 herausgeschnitten, im hier dargestellten Beispiel aus einer Edelstahlfolie. Die Remote-Laseranlage 2 ist ein Bestandteil einer Vorrichtung zum Herstellen der Grundplatte 1 für eine Bipolarplatte einer Brennstoffzelle. 2 is shown in more detail in a cut-out state, by means of a remote laser system 2 by remote laser cutting from a source material 3 cut out, in the example shown here from a stainless steel foil. The remote laser system 2 is a part of a device for producing the base plate 1 for a bipolar plate of a fuel cell.

Im Remote-Laserschneiden, auch Laser-Remote-Schneiden genannt, wird ein Laserstrahl 4, welcher vorzugsweise mittels eines so genannten Single Mode Festkörperlasers oder mittels eines so genannten Single Mode Faserlasers mit einer Wellenlänge von 1030 nm bis 1070 nm in bester Strahlqualität erzeugt wird, einer Strahlablenkeinheit 5 zugeführt, welche einen oder mehrere hier nicht näher dargestellte Spiegel aufweist, vorzugsweise eine Kombination von rotierenden Facettenspiegeln und/oder verkippbaren Ablenkspiegeln. Mittels dieser Strahlablenkeinheit 5, auch dynamischer Scanner, Scannerkopf oder Spiegelscanner genannt, wird der Laserstrahl 4 auf seine jeweilige Arbeitsposition auf dem Ausgangsmaterial 3 ausgerichtet und entlang eines vorgegebenen Schneidweges geführt.In remote laser cutting, also called laser remote cutting, is a laser beam 4 , which is preferably produced by means of a so-called single mode solid state laser or by means of a so-called single mode fiber laser with a wavelength of 1030 nm to 1070 nm in the best beam quality, a beam deflection unit 5 fed, which has one or more mirrors not shown here, preferably a combination of rotating facet mirrors and / or tiltable deflection mirrors. By means of this beam deflection unit 5 , also called a dynamic scanner, scanner head or mirror scanner, becomes the laser beam 4 to his respective working position on the starting material 3 aligned and guided along a predetermined cutting path.

Aufgrund eines großen Abstandes zwischen der Strahlablenkeinheit 5 und dem zu bearbeitenden Ausgangsmaterial 3 bewirken kleine Auslenkungen in der Strahlablenkeinheit 5 große Wegstrecken auf dem Ausgangsmaterial 3. Aufgrund eines derartigen Übersetzungsverhältnisses und relativ kleiner bewegter Massen werden hohe Schneidgeschwindigkeiten am Ausgangsmaterial 3 erzielt. Dadurch wird gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wie beispielsweise Stanzen oder Laserschneiden, bei welchem der Laser mittels eines relativ zum zu bearbeitenden Werkstück beweglichen Schneidkopfes über das zu bearbeitende Werkstück bewegt wird, eine erhebliche Fertigungszeitreduzierung erreicht, d. h. die Grundplatte 1 wird wesentlich schneller aus dem Ausgangsmaterial 3 herausgeschnitten. Des Weiteren wird insbesondere im Vergleich zum Stanzen eine Fertigungskostenreduzierung erreicht, da das Stanzen mit hohen Werkzeugfertigungskosten zur Stanzwerkzeugherstellung und mit hohen Werkzeugwartungskosten aufgrund eines erforderlichen Nachschärfens eines Stanzwerkzeugs verbunden ist, welche beim Remote-Laserschneiden nicht anfallen.Due to a large distance between the beam deflection unit 5 and the starting material to be processed 3 cause small deflections in the beam deflection unit 5 big distances on the starting material 3 , Due to such a transmission ratio and relatively small moving masses are high cutting speeds on the starting material 3 achieved. As a result, compared to methods known from the prior art, such as punching or laser cutting, in which the laser is moved by means of a movable relative to the workpiece to be machined cutting head on the workpiece to be machined, achieved a significant reduction in production time, ie the base plate 1 becomes much faster from the starting material 3 cut out. Furthermore, a reduction in manufacturing costs is achieved in particular in comparison to stamping, since the punching is associated with high tooling costs for punching tool production and high tool maintenance costs due to a requisite resharpening of a punching tool which is not required in remote laser cutting.

Nachdem die Grundplatte 1 mittels des Remote-Laserschneidens aus dem Ausgangsmaterial 3 herausgeschnitten wurde, weist sie unsaubere Schneidränder 6 auf, wie in 2 dargestellt. D. h. die Grundplatte 1 weist eine noch nicht optimale Kantenqualität aufgrund ungerader Schneidränder 6 und Schmelztropfenanhaftungen 7 durch das Remote-Laserschneiden auf.After the base plate 1 by means of remote laser cutting from the starting material 3 has been cut out, it has unclean cutting edges 6 on, like in 2 shown. Ie. the base plate 1 indicates a not yet optimal edge quality due to odd cutting edges 6 and melt-bead adhesions 7 through the remote laser cutting on.

Deshalb erfolgt ein in 3 näher dargestelltes Nachbearbeiten der Grundplatte 1. Dieses Nachbearbeiten umfasst insbesondere ein Glätten der Schneidränder 6 der Grundplatte 1 und kann des Weiteren auch ein Reinigen der Grundplatte 1 umfassen. Das Nachbearbeiten wird in dem hier dargestellten Beispiel mittels einer Elektronenstrahlbearbeitung durchgeführt, d. h. mittels einer Elektronenstrahlschweißanlage 8, welche ebenfalls ein Bestandteil der Vorrichtung zum Herstellen der Grundplatte 1 für eine Bipolarplatte einer Brennstoffzelle ist. Dabei wird ein Elektronenstrahl 9 erzeugt und elektromagnetisch abgelenkt. Auf diese Weise kann der Elektronenstrahl 9 sehr schnell auf die jeweilige Arbeitsposition ausgerichtet werden.Therefore, an in 3 further illustrated reworking of the base plate 1 , This reworking comprises in particular a smoothing of the cutting edges 6 the base plate 1 and may also further clean the base plate 1 include. The reworking is carried out in the example shown here by means of an electron beam machining, ie by means of an electron beam welding machine 8th which also forms part of the device for producing the base plate 1 for a bipolar plate of a fuel cell. This is an electron beam 9 generated and deflected electromagnetically. In this way, the electron beam 9 be aligned very quickly to the respective working position.

Durch das Ausrichten des Elektronenstrahls 9 auf die Schneidränder 6 wird Material der Schneidränder 6 angeschmolzen oder aufgeschmolzen und die Schneidränder 6 werden dadurch gereinigt und geglättet. Dabei kann der Elektronenstrahl 9 durch die elektromagnetische Ablenkung derart schnell ausgerichtet werden, dass eine gleichzeitige Bearbeitung von mindestens zwei Schneidrändern 6 der Grundplatte 1 ermöglicht wird, wobei der Elektronenstrahl 9 fortlaufend zwischen den beiden Schneidrändern 6 hin und her springt. Des Weiteren ist beispielsweise auch ein Defokussieren des Elektronenstrahls 9 und dadurch ein geringerer und breiter verteilter Energieeintrag in das Material der Grundplatte 1 und ein mehrfaches Bewegen des Elektronenstrahls 9 über die Schneidränder 6 oder über Teilbereiche der Schneidränder 6 möglich, so dass eine sehr exakte Nachbearbeitung und dadurch eine sehr hohe Kantenqualität ermöglicht wird.By aligning the electron beam 9 on the cutting edges 6 becomes material of the cutting edges 6 melted or melted and the cutting edges 6 are thereby cleaned and smoothed. In this case, the electron beam 9 be aligned by the electromagnetic deflection so fast that a simultaneous processing of at least two cutting edges 6 the base plate 1 allowing the electron beam 9 continuously between the two cutting edges 6 jumps back and forth. Furthermore, for example, also a defocusing of the electron beam 9 and thereby a smaller and more widely distributed energy input into the material of the base plate 1 and repeatedly moving the electron beam 9 over the cutting edges 6 or over portions of the cutting edges 6 possible, so that a very accurate post-processing and thus a very high edge quality is possible.

Des Weiteren kann mittels des Elektronenstrahls 9 auch eine Oberfläche der Grundplatte 1 gereinigt werden, wodurch sich eine bessere Oberflächenstruktur beispielsweise für eine nachfolgende Beschichtung der Grundplatte 1 ergibt. Durch die Nachbearbeitung wird auch eine Strömungsdynamik von Brennstoffen und/oder eines Kühlmittels in der Brennstoffzelle entlang der Grundplatten 1 verbessert, wodurch die Funktion der Brennstoffzelle verbessert und deren Wirkungsgrad gesteigert wird. Mittels der Elektronenstrahlbearbeitung können auch zwei Grundplatten 1 zu einer Bipolarplatte verschweißt werden und, wenn erforderlich, Oberflächen der zur Bipolarplatte verschweißten Grundplatten 1 nochmals gereinigt werden, um die Strömungsdynamik zu optimieren.Furthermore, by means of the electron beam 9 also a surface of the base plate 1 be cleaned, resulting in a better surface structure, for example, for a subsequent coating of the base plate 1 results. The post-processing also causes a flow dynamics of fuels and / or a coolant in the fuel cell along the base plates 1 improves, which improves the function of the fuel cell and its efficiency is increased. By means of electron beam machining can also be two base plates 1 are welded into a bipolar plate and, if necessary, surfaces of the base plates welded to the bipolar plate 1 be cleaned again to optimize the flow dynamics.

Die Elektronenstrahlbearbeitung wird vorzugsweise in einer hier nicht dargestellten Vakuumkammer durchgeführt, wobei unter dem in der Technik verwendeten Begriff des Vakuums ein sehr geringer Umgebungsdruck zu verstehen ist. Die Vakuumkammer kann dabei, falls erforderlich, mit Blei ummantelt sein, da während der Elektronenstrahlbearbeitung Röntgenstrahlung entsteht. Eine derartige Anlage wird auch als Elektronenstrahlofen bezeichnet.The electron beam machining is preferably carried out in a vacuum chamber, not shown here, wherein the concept of vacuum used in the art is to be understood as meaning a very low ambient pressure. If necessary, the vacuum chamber can be sheathed with lead, since X-rays are produced during electron beam processing. Such a system is also called an electron beam furnace.

Die Elektronenstrahlbearbeitung erfolgt vorzugsweise in einem Durchlaufverfahren, wobei die Grundplatte 1 beispielsweise auf einem Fließband durch eine Schleuse in Form eines schmalen Schlitzes in die Vakuumkammer eingefahren, dort mittels Elektronenstrahlen 9 bearbeitet und über eine weitere derartige Schleuse wieder aus der Vakuumkammer herausgefahren wird. Auf diese Weise ist beispielsweise eine Fließbandfertigung der Grundplatte 1 mit dem Ausschneiden der Grundplatte 1 und dem nachfolgenden Nachbearbeiten realisierbar.The electron beam machining is preferably carried out in a continuous process, wherein the base plate 1 For example, retracted on a conveyor belt through a lock in the form of a narrow slot in the vacuum chamber, there by means of electron beams 9 edited and moved over another such lock again out of the vacuum chamber. In this way, for example, a production line production of the base plate 1 with the cutting out of the base plate 1 and the subsequent reworking feasible.

In einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsform kann das Nachbearbeiten auch mittels einer Laserstrahlbearbeitung durchgeführt werden, vorzugsweise mittels derselben oder einer weiteren, ähnlichen Remote-Laseranlage 2, welche dann ebenfalls ein Bestandteil der Vorrichtung zum Herstellen der Grundplatte 1 für eine Bipolarplatte einer Brennstoffzelle ist. D. h. bei einer Nachbearbeitung durch die Laserstrahlbearbeitung kann das Ausschneiden der Grundplatte 1 aus dem Ausgangsmaterial 3 und das nachfolgende Nachbearbeiten an einer Arbeitsstation oder an verschiedenen Arbeitsstationen erfolgen. In a further, not shown embodiment, the reworking can also be carried out by means of a laser beam machining, preferably by means of the same or another, similar remote laser system 2 , which then also a part of the apparatus for producing the base plate 1 for a bipolar plate of a fuel cell. Ie. in a post-processing by the laser beam machining, the cutting of the base plate 1 from the starting material 3 and the subsequent reworking done at a workstation or at different workstations.

Auch mittels der Laserstrahlbearbeitung kann das Material der Schneidränder 6 angeschmolzen oder aufgeschmolzen und die Schneidränder 6 dadurch gereinigt und geglättet werden, so dass eine sehr hohe Kantenqualität ermöglicht wird.Also by means of laser beam machining, the material of the cutting edges 6 melted or melted and the cutting edges 6 be cleaned and smoothed so that a very high edge quality is possible.

Auch mittels der Laserstrahlbearbeitung kann die Oberfläche der Grundplatte 1 gereinigt werden, wodurch sich eine bessere Oberflächenstruktur beispielsweise für eine nachfolgende Beschichtung der Grundplatte 1 ergibt. Auch hier wird durch die Nachbearbeitung die Strömungsdynamik von Brennstoffen und/oder des Kühlmittels in der Brennstoffzelle entlang der Grundplatten 1 verbessert, wodurch die Funktion der Brennstoffzelle verbessert und deren Wirkungsgrad gesteigert wird. Des Weiteren können auch mittels der Laserstrahlbearbeitung zwei Grundplatten 1 zu einer Bipolarplatte verschweißt werden und, wenn erforderlich, Oberflächen der zur Bipolarplatte verschweißten Grundplatten 1 nochmals gereinigt werden, um die Strömungsdynamik zu optimieren.Also by means of laser beam machining, the surface of the base plate 1 be cleaned, resulting in a better surface structure, for example, for a subsequent coating of the base plate 1 results. Here, too, the post-processing changes the flow dynamics of fuels and / or the coolant in the fuel cell along the base plates 1 improves, which improves the function of the fuel cell and its efficiency is increased. Furthermore, also by means of laser beam machining two base plates 1 are welded into a bipolar plate and, if necessary, surfaces of the base plates welded to the bipolar plate 1 be cleaned again to optimize the flow dynamics.

Durch das Ausschneiden der Grundplatte 1 aus dem Ausgangsmaterial 3 mittels Remote-Laserschneiden und das nachfolgende Nachbearbeiten, d. h. durch das Herstellen der Grundplatte 1 mittels der Vorrichtung zum Herstellen der Grundplatte 1 für eine Bipolarplatte einer Brennstoffzelle werden Grundplatten 1 in einer sehr hohen Qualität in einer sehr geringen Fertigungszeit und zu sehr geringen Fertigungskosten hergestellt. So betragen Prozesszeiten des Ausschneidens und Nachbearbeitens etwa drei Sekunden, während Ausschneidzeiten für das Ausschneiden der Grundplatte 1 aus dem Ausgangsmaterial 3 mit Verfahren nach dem Stand der Technik bei 15 Sekunden liegen, wobei die Qualität der Grundplatte 1 bei Verfahren nach dem Stand der Technik wesentlich schlechter ist.By cutting out the base plate 1 from the starting material 3 using remote laser cutting and subsequent reworking, ie by making the base plate 1 by means of the device for producing the base plate 1 for a bipolar plate of a fuel cell are base plates 1 produced in a very high quality in a very short production time and at very low production costs. For example, cutting and finishing process times are about three seconds, while cut times for cutting the base plate 1 from the starting material 3 with the prior art method are 15 seconds, the quality of the base plate 1 is significantly worse in the prior art method.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Grundplattebaseplate
22
Remote-LaseranlageRemote laser system
33
Ausgangsmaterialstarting material
44
Laserstrahllaser beam
55
StrahlablenkeinheitBeam deflection unit
66
Schneidrandcutting edge
77
SchmelztropfenanhaftungSchmelztropfenanhaftung
88th
ElektronenstrahlschweißanlageElectron beam welding machine
99
Elektronenstrahlelectron beam

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2007/0178361 A1 [0002] US 2007/0178361 A1 [0002]

Claims (6)

Verfahren zum Herstellen einer Grundplatte (1) für eine Bipolarplatte einer Brennstoffzelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (1) mittels Remote-Laserschneiden aus einem Ausgangsmaterial (3) ausgeschnitten wird.Method for producing a base plate ( 1 ) for a bipolar plate of a fuel cell, characterized in that the base plate ( 1 ) by means of remote laser cutting from a starting material ( 3 ) is cut out. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (1) nach dem Ausschneiden nachbearbeitet wird.Method according to claim 1, characterized in that the base plate ( 1 ) is edited after cutting. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachbearbeiten ein Glätten von Schneidrändern (6) der Grundplatte (1) und/oder ein Reinigen der Grundplatte (1) umfasst.A method according to claim 2, characterized in that the post-processing a smoothing of cutting edges ( 6 ) of the base plate ( 1 ) and / or cleaning the base plate ( 1 ). Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachbearbeiten mittels einer Laserstrahlbearbeitung und/oder mittels einer Elektronenstrahlbearbeitung durchgeführt wird.A method according to claim 2 or 3, characterized in that the post-processing is carried out by means of a laser beam machining and / or by means of electron beam machining. Vorrichtung zum Herstellen einer Grundplatte (1) für eine Bipolarplatte einer Brennstoffzelle, aufweisend zumindest eine Remote-Laseranlage (2).Device for producing a base plate ( 1 ) for a bipolar plate of a fuel cell, comprising at least one remote laser system ( 2 ). Vorrichtung nach Anspruch 5, aufweisend zumindest eine Elektronenstrahlschweißanlage (8).Apparatus according to claim 5, comprising at least one electron beam welding machine ( 8th ).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2608299A1 (en) 2011-12-22 2013-06-26 Feintool Intellectual Property AG Device and method for manufacturing metallic bipolar panels
WO2020165140A1 (en) 2019-02-11 2020-08-20 Theodor Gräbener GmbH & Co. KG Device and method for producing laser-welded metal sheets, in particular for indexing such metal sheets and use of the device and method
DE102021119426A1 (en) 2021-07-27 2023-02-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for producing a press-hardened shaped sheet metal part, press-hardened shaped sheet metal part produced therewith and plant for manufacturing press-hardened shaped sheet metal parts

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070178361A1 (en) 2006-01-12 2007-08-02 Ultracell Corporation Manufacture of electrical energy generation equipment

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070178361A1 (en) 2006-01-12 2007-08-02 Ultracell Corporation Manufacture of electrical energy generation equipment

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2608299A1 (en) 2011-12-22 2013-06-26 Feintool Intellectual Property AG Device and method for manufacturing metallic bipolar panels
US9630233B2 (en) 2011-12-22 2017-04-25 Feintool International Holding Ag Method and apparatus to manufacture metallic bipolar plates
WO2020165140A1 (en) 2019-02-11 2020-08-20 Theodor Gräbener GmbH & Co. KG Device and method for producing laser-welded metal sheets, in particular for indexing such metal sheets and use of the device and method
DE102021119426A1 (en) 2021-07-27 2023-02-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for producing a press-hardened shaped sheet metal part, press-hardened shaped sheet metal part produced therewith and plant for manufacturing press-hardened shaped sheet metal parts

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